무성 방전 공정의 오존 발생 특성에 관한 연구

Abstract

무성방전 공정의 오존 발생 특성을 규명하기 위해서 방전 특성 및 오존 발생에 미치는 다양한 변수들의 영향에 관해 실험하였다. 무성방전 공정에서 전압이 인가될 때 전극간 거리가 좁을수록 전기장 강도가 증가하여 낮은 전압에서 방전이 시작되는 것으로 나타났다. 거친 표면의 내부전극을 사용할 경우에 전극 표면의 곡률 반경이 감소하여 전기장 강도가 국부적으로 증가함으로써 방전 개시전압이 낮아지는 것으로 나타났다. 유전물질의 두께가 얇을수록 기체 공간에 인가되는 전위차가 증가함으로써 강한 방전을 유발시키는 것으로 나타났다. 기체흐름으로의 에너지 전달과 오존 생성은 방전 개시전압보다 높은 전압이 인가될 때 시작되었으며 전압의 증가에 의해 방전 에너지와 전자의 평균 에너지가 증가함으로써 오존 생성이 증가하는 것으로 나타났다. 반응기 구조적 변수들은 방전의 강도에 영향을 줌으로써 오존 생성의 에너지 효율성에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 실험된 조건들 중에서 높은 에너지를 기체 흐름으로 전달할 수 있으며 높은 에너지 효율성을 가지고 오존을 생성시킬 수 있는 최적 조건은 2 mm의 전극간 거리와 반응기 두께에서 매끈한 내부전극을 사용하고 2초의 체류시간을 가진 조건에서 얻어졌다.